[发明专利]双边不对称烷基咪唑类离子液体、其制备方法及应用

说明书

本发明公开了一种双边不对称烷基咪唑类离子液体、其制备方法及应用。所述双边不对称烷基咪唑类离子液体具有如下结构式：其中，X^‑包括双(2‑乙基己基)磷酸酯阴离子、双(三氟甲烷磺酰亚胺)阴离子、六氟磷酸根、硫氰根、三氟乙酸根或二氰氨根。本发明从咪唑单体出发合成了一系列结构新颖的双边不对称烷基咪唑类离子液体，丰富了咪唑类离子液体的种类；同时，本发明所获双边不对称烷基咪唑类离子液体作为润滑添加剂具有明显的减摩抗磨作用，且可以通过调节其阴离子结构来调控其物态变化、溶解性、热稳定性和减摩抗磨性能等，应用前景广泛。

技术领域

本发明涉及一种咪唑类离子液体，尤其涉及一种双边不对称烷基咪唑类离子液体及其制备方法，以及该双边不对称烷基咪唑类离子液体在制备抗磨减摩剂和润滑油中的应用，属于润滑材料制备技术领域。

背景技术

据不完全统计，全球约1/3的能源损耗是由摩擦与磨损造成的，机械零件的失效约60％是由磨损造成的，其中发达国家因摩擦磨损造成的损失占GDP的5％-7％，甚至我国因此造成的损失高达约GDP的10％-20％。因此亟需提高摩擦材料的减摩抗磨性能。而在机械运转过程中加入润滑油是减缓磨损、降低摩擦力和提高机械零件寿命的最普遍和有效方法之一。为了提高润滑油的减摩抗磨性能，通常需要添加适量的润滑添加剂。但是传统添加剂一般含有金属离子锌、钼以及活性元素氯、硫或磷等，因而对环境有害，其应用日益受到限制。因此需要开发新型高效的润滑添加剂。

离子液体是一种由阴离子和阳离子构成的在室温或近于室温下呈液态的有机液态物质。由于其具备低熔点、高热稳定性、非挥发性和不易燃易爆等特点，近年来被用作润滑剂或减摩抗磨剂。当其作为润滑添加剂时，因为本身带有负电荷，在润滑过程中很容易和摩擦副上产生的正电荷点结合，形成稳定、有序的过渡态，这种过渡态能保持一定的厚度，从而起到抗磨和减摩等诸多作用。

离子液体种类繁多，改变阳离子、阴离子的不同组合，可以设计合成出不同的离子液体，具有结构可调性。现有的离子液体主要有咪唑类、吡啶类和季膦类，其中咪唑类阳离子因具有良好的热稳定性而被广泛地研究。但是现有咪唑类离子液体还具有种类缺乏、合成步骤多、分离提纯繁琐，产率较低等缺陷。例如，张等(高等学校化学学报,2017,38(04):598-605.)制备的1-甲基-3烷基咪唑双水杨酸螯合硼离子液体，但是其抗磨性能较差。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种新型的双边不对称烷基咪唑类离子液体及其制备方法与应用，以提高咪唑类离子液体摩擦性能，克服现有技术的不足。

为实现前述发明目的，本发明采用的技术方案包括：

本发明实施例提供了一种双边不对称烷基咪唑类离子液体，它具有如下结构式：

其中，X^-包括双(2-乙基己基)磷酸酯阴离子、双(三氟甲烷磺酰亚胺)阴离子、六氟磷酸根、硫氰根、三氟乙酸根或二氰氨根。

本发明实施例还提供了一种双边不对称烷基咪唑类离子液体的制备方法，其包括：

使咪唑和1-溴辛烷混合均匀，并于20～40℃进行第一反应6h以上，得到C8烷基咪唑前驱体；

使所述C8烷基咪唑前驱体和溴己烷混合均匀，并于60℃以上进行第二反应30h以上，得到咪唑阳离子；

以及，使所述咪唑阳离子与阴离子化合物进行离子交换反应，获得双边不对称烷基咪唑类离子液体。

本发明实施例还提供了由前述方法制备的双边不对称烷基咪唑类离子液体。

本发明实施例还提供了前述的双边不对称烷基咪唑类离子液体作为抗磨减摩剂的应用。

本发明实施例还提供了一种双边不对称烷基咪唑类离子液体抗磨减摩剂，其包含前述的双边不对称烷基咪唑类离子液体。